1. 수행배경

• 에너지 하베스팅은 버려지는 에너지를 수확하여 재활용하는 기술이다. 흔히 볼 수 있는 태양, 풍력 같은 자연에너지뿐만 아니라 우리 주변에서 낭비되는 모든 에너지원을 전기에너지를 변환하는 기술을 말한다. 버려지는 에너지 자원을 재활용함으로써 지구온난화에 직간접적 영향을 끼치는 화석연료의 사용을 완화할 수 있다. 실제로 SK에너지는 2009년부터 울산공장을 버려지는 열을 사용해 가동하고 있다. 시간당 40톤의 폐열증기를 에너지로 사용하는데 이로 인해 연간 75,000톤의 온실가스를 감축하고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술을 이용해 전기 수급이 힘든 지역이나 야외에서 작은 불을 이용해 전력을 생산하는 장치를 만들어낸다면 개인들이 사용하는 전기 사용을 줄일 수 있다. 미미한 양이지만 장시간 누적되고 많은 사람들이 사용하면 환경보호에 큰 영향을 줄 수 있다. 또 열은 석기시대부터 사용해왔던 인류의 에너지원으로써 어디서나 사용할 수 있기 때문에 오지에서 사용하여 간단한 전기를 수급하고 위급 상황 시 핸드폰, 조명 등을 충전함으로써 대처할 수 있게 해준다.

2. 수행기간

• 3D 모델링 : 3개월(5~7월)
• 열전소자 효율 실험 : 3개월(6~8월)
• 작품 제작 및 수정 : 3개월(7~9월)
• 총 5개월

3. 개발작품 설명

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  본 제품은 캠핑 및 야외활동 시 간편하게 휴대하면서 전력공급이 필요할 경우 고온의 열원을 활용한 잔가지, 버너, 숯, 촛불 등으로 온도차를 유지 시키는 장치로 전자기기 구동에 필요한 전력을 효과적으로 생산할 수 있는 휴대용 열전발전장치이다. 발전부의 경우 내부의 펠티어 소자 6개가 직렬 연결되어 있으며 나머지는 빈 공간으로 단열이 되어 펠티어로 열교환이 되게 하여 온도 차를 극대화시켰다. 방열부의 경우 방열판이 있으며 물을 끓여 열 교환이 최대한 많이 일어나도록 설계했다. 지지부의 경우 힌지를 통해 컴팩트하게 접을 수 있으며 공기 구멍을 뚫어 열원이 소화되지 않도록 했다. 회로부는 충전, 방전 회로와 축전지가 있으며 내열전선을 사용하여 열에 녹지 않도록 했다. 또, 자석이 삽입되어 있어 사용하지 않을 시 발전기에 붙여둘 수 있다.
  
  
  
  또, 발전 시 발전부 아래에 놓여지는 우드 스토브는 연기를 최소화 하기 위해 2중 구조로 설계하여 2차 연소하게 하였다. 사용하지 않을 경우엔 방열부에 끼워 넣어 부피를 최소화 할 수 있게 하였다.
  
  

4. 활용방안

• 국내의 대부분의 캠핑장엔 전기가 들어오지만 추가 요금을 내고, 없는 곳을 가면 너무 불편하다. 이런 점은 핸드폰을 항상 사용하는 현대인들에게 캠핑 유입을 막는 장벽이 될 수 있다. 이 제품으로 캠핑장에서 프로젝터를 쏘고, 장식용 조명을 설치하는 전력까지는 커버가 불가능하지만 간단한 조명과 핸드폰 충전과 같이 필요한 전력을 이 제품으로 커버가 가능하여 유입 인구를 막는 장벽을 해소하여 줄 수 있다. 또한 해외에는 전기가 들어오는 캠핑장은 더 드물기 때문에 파급효과가 더 클 것으로 예상된다.

  이렇게 유입 인구를 늘리고 수익까지 창출할 수 있는 효과를 볼 수 있고, 장기적으로 봤을 때 친환경적인 에너지이기 떄문에 유익한 효과를 줄 수 있다.

  또한, 오지에서 생활하는 난민을 구호하는데에도 사용할 수 있어서 사회적인 기여도 충분히 가능할 것으로 본다.